智能變電站二次回路可視化的設計與實現

霍躍全

【摘 ?要】隨著經濟的發展和社會的進步，對電的需求越來越多，對IED設備進行物理建模，并將模型與IED的ICD文件關聯形成IED模型文件，將二次回路中IED設備物理模型可視化。在此基礎上進行實回路的光纖光纜連接，由于每個IED模型關聯了IED設備的ICD文件，在光纖光纜連接完成之后即可進行虛端子的配置，配置完成虛、實回路實現關聯，可以通過虛回路和實回路的對應關系查找某一虛回路所對應的實回路，減少配置工作量，方便設計人員對變電站二次回路的理解，提高設計人員的工作效率。

【關鍵詞】智能變電站;二次回路;可視化;設計與實現

引言

智能變電站二次回路包含繼電保護、開關控制、測量回路、斷路器以及電源回路等，主要通過二次設備進行互聯，為一次設備提供安全監測和保護功能。在智能變電站電氣設備中，由自動控制設備、二次繞組、繼電器和可視化儀器等進行串聯的二次電路。二次回路可對一次回路中的運行參數和元件狀態進行監控、測量和保護控制?；谧詣踊刂萍夹g的發展，二次回路設計使用互聯網技術代替了傳統的電纜回路，通過IEC61850標準實現對站內設備的數據傳輸和控制等功能。因此，本文針對智能變電站二次回路可視化設計，基于IEC61850標準將隱含的邏輯二次回路更加直觀、全面反映智能變電站設備之間的物理連接和邏輯關系，方便管理人員隨時查看，降低設備故障風險。

1智能變電站二次回路可視化的基礎

智能變電站以“三層兩網”結構為基礎，所謂“三層兩網”結構是指廣電互感器、合并單元、智能終端、集成化的組合電器，以及以IEC61850標準作為基礎的通信網絡，通過這一結構進行數字信息的有效收集，實現對相關數據信息網絡化的傳遞，實現對模型建設系統的標準化組建，實現對操作系統的智能化控制。與常規變電站相比，智能變電站呈現以下方面的特點：第一，建設過程中所需要的場地比較小，有效利用預制二次倉模塊設計，可以實現一次設備與二次設備的集成化處理;第二，在數據收集與傳輸的過程中可以實現電子化與智能化，有效的利用光纖實現對電纜的替代;第三，在系統運行過程中保護功能裝置與出口裝置實現了對出口硬壓板裝置的有效替代，進而使得二次回路可以實現虛擬化;第四，為了有效防止人工操作出現誤差，在后臺的操作控制上實現了智能化，順空自動化技術得到有效應用。智能變電站的結構組成具有自身的特點，這使得系統運行過程中維護工作開展的重點將轉移到對光電設備以及智能化通信系統的有效監控與管理，應該積極有效地進行組合電器性能的巡檢與維護工作，實現對保護裝置與后臺控制的時效性維護。

2智能變電站二次回路可視化的設計與實現

2.1智能變電站二次回路結構設計

智能變電站的控制系統主要是依靠終端CPU完成控制，具有在線診斷能力，既提高了監控精度，又避免人為干預造成的誤差，極大地提高了二次設備運行的可靠性和穩定性。智能變電站設備的過程層，采用模塊化設計，具有結構簡單、可靠性高等特點。由于各個功能模塊都有獨立的電源供電，并且輸入、輸出回路相互獨立，任何一個模塊出現故障，只會影響局部功能，并不會導致整個系統癱瘓。管理分析裝置結構主要由1個管理單元和多個數據采集單元構成。管理單元由控制裝置、控制對象以及通信網絡構成，負責對過程層中的交換機狀態進行實時監控，并對智能變電站開關設備進行遠程控制，滿足改變主系統運行方式及故障處理等操作。數據采集單元負責業務數據采集和分析，主要是收集二次設備運行的工作狀態，為變電站運維人員提供操作、調節和故障處理提供依據。測量及監控系統是對變電站電氣設備和輸電線路的運行參數進行記錄，作為變電站運維人員掌握主系統運行狀況、故障處理的依據。測量及監控系統由電氣設備測量儀表、監控裝置及通信線路組成，并采用光纖通信接口，具有多種接口形式，可對軟件、硬件進行兼容配置。間隔層的構成，包含保護裝置、測控裝置和間隔層通信總線等，本次設計中對保護裝置的接口協議和整定方向進行了簡化處理，不需要煩瑣的配置文件，根據采樣數據的傳輸延時，自動完成采樣數據的同步處理，從而實現過程層智能終端接口協議的簡化，降低保護裝置對配置文件的依賴性?；贗EC61850規約標準的站控層，通信方式呈現網絡化，變電站二次回路控制系統除了完成控制、監控、保護變電站內的設備及其饋線，還能實現變電站的通信管理和軟件管理等功能。

2.2智能變電站二次回路可視化的實現方法

第一，通常情況下，智能變電站的各類設備的組建是在分層、分布形式網絡系統中進行的。過程層網絡結構主要體現在二次設備的光纜聯系當中。每一個間隔合并單元信號以及智能終端與間隔層實現網絡化交換機完成各類型數據信息的交換之后，中心交換機會將相關的數據信息實施智能化的收集，同時將其傳輸到故障分析系統當中，最后有網絡將其記錄到相關的處理系統當中。第二，SV信息流程圖。在智能變電站中，SV信息流程圖是對各類型設備之間電壓數據與電流數據通過網絡進行傳播過程中的基本路線的集中體現。在線路環境是220kv的時候，線路合并單元會將所收集到的電壓數據與電流數據信息通過光纜通信的方式將其傳送到線路以及母線的保護設備當中。第三，在智能變電站中，GOOSE信息流圖是對組成智能變電站的各個智能化裝置之間存在的物理對接以及信息互動相關內容的具體體現，但是他不能夠對智能變電站中各類信息之間的邏輯關系進行有效的反應?？梢约袑ψ冸娬颈Ｗo裝置中的跳合閘、開關閘、測試與監控設備所處的位置以及保護設備之間閉鎖相關信息流之間所存在的關系進行集中的體現。

結語

綜上，智能變電站二次回路相關設計基本沒有什么標準可以遵循，對應的設計模式難以滿足智能變電站技術需要，本文在詳細分析虛擬二次回路的基礎上，明確了智能變電站二次回路同以往的綜合變電站二次回路之間存在的差別以及二次回路可視化工具要求，進而通過過程層設施網絡架構、虛擬二次回路圖等圖紙設計有效的反映智能設備間的物理以及邏輯連接。通過對這一優化設計方法的實行，可以使變電站二次回路相關功能實現情況以及對應的邏輯聯系進行更加清晰的展示，檢修人員能夠清楚的了解，明確的掌握，促進工作效率的提升。

參考文獻：

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（作者單位：國網山西技培中心大同分部）